Аудиотехника
Нашли ошибку? Сообщите нам ...Комментировать: Модернизация АС  35АС-012 (S-90). (Часть 4)Распечатать: Модернизация АС  35АС-012 (S-90). (Часть 4)

Модернизация АС 35АС-012 (S-90). (Часть 4)



В разработке пассивных разделительных фильтров важную роль играет их конструкция, а также выбор типа конкретных элементов – катушек индуктивности, конденсаторов, резисторов. В частности, большое влияние на характеристики АС с фильтрами оказывает взаимное размещение катушек индуктивности. При неудачном расположении, вследствие взаимной связи, возможны наводки сигнала между близко расположенными катушками.

Связи катушек. Катушки индуктивности являются одним из важнейших компонентов пассивных разделительных фильтров. В настоящее время многие зарубежные фирмы применяют катушки индуктивности на сердечниках из магнитных материалов, обеспечивающий большой динамический диапазон, низкий уровень нелинейных искажений и малых габаритов. Однако конструирование катушек с магнитными сердечниками связано с применением специальных материалов, поэтому многие разработчики применяют катушки с воздушным сердечником, основные недостатки которых – большие габариты при условии малых потерь (особенно в фильтре низкочастотного канала), а также большой расход меди; достоинства – пренебрежимо малые нелинейные искажения [1]. Конфигурация цилиндрической катушки с воздушным сердечником изображена на рис. 1.

Конструкция цилиндрической катушки индуктивности с воздушным сердечником

Рис. 1. Конструкция цилиндрической катушки индуктивности с воздушным сердечником: D – средний диаметр катушки; d – внутренний диаметр катушки; b – высота намотки; h – ширина намотки; O - геометрический центр.

Вокруг катушки, через которую протекает переменный электрический ток, образуется переменное магнитное поле. Если рядом с такой катушкой установить еще одну катушку, то часть силовых линий магнитного поля первой катушки попадут на витки второй катушки, пересекая их. Чем ближе катушки друг к другу, тем больше пересечений силовых линий с витками катушки. В результате на второй катушке индуцируется электродвижущая сила (ЭДС), то есть на выводах второй катушки появиться переменное напряжение. Связь близко расположенных катушек можно проследить с помощью доступных подручных устройств – генератора звуковой частоты и мультимера, используя схему на рис. 2. Одну из катушек (L1) присоединяют к генератору, другую (L2) к мультимеру, включенного в режиме вольтметра. В качестве генератора используют персональный компьютер с соответствующей программой и усилитель НЧ. Катушку L1 к усилителю следует подключать через резистор R1. Суммарное сопротивление резистора и катушки индуктивности должно соответствовать выходному сопротивлению усилителя. Генератор подает на катушку L1 сигнал нужной частоты и амплитуды (измеряют вольтметром в точках А, Б на схеме). Наводящуюся на катушке L2 ЭДС показывает мультимер. Величина показаний меняется в зависимости от удаленности катушек и их взаимного расположения. Если вместо мультимера подключить динамик, то ЭДС индукции катушки L2 можно еще и услышать.

Схема измерения ЭДС индукции катушки

Рис. 2. Схема измерения ЭДС индукции катушки

Результаты тестирования при различных взаимных положениях катушек индуктивности L1 1,8 мГн подключенной к генератору, и катушки L2 0,43 мГн, подключенной к мультимеру, отображены в таблице 1.

Таблица 1. Зависимость величины ЭДС индукции от взаимного расположения катушек

Параметры сигнала, подаваемого на катушку L1

Взаимное расположение цилиндрических катушек индуктивности с воздушным сердечником

1

2

3

4

Расстояние между катушками, см

0

1

5

10

0

1

5

10

0

1

5

10

0

1

5

10

U, В

Частота, Гц

ЭДС индукции катушки L2, мВ

10

100

550

250

50

12

85

47

10

4

25

11

3

0

4

0

0

0

500

1166

630

110

25

155

100

22

7

60

33

5

2

19

4

2

0

1000

1250

705

140

28

180

103

23

8

85

49

12

2

12

4

0

0

5000

1269

784

215

29

188

103

23

7

68

49

6

0

8

4

0

0

10000

1075

503

110

18

141

81

18

3

68

34

0

0

6

0

0

0

Как видно из таблицы, самым верным взаимным расположением катушек является позиция 4 – ортогонально цилиндрическими (боковыми) поверхностями. Немного худший результат показало размещение катушек в позиции 3 – взаимноперпендикулярное. В позиции 2 надлежит размещать катушки не ближе 100 мм, а в позиции 1 – более 100 мм. Следует заметить, что в позиции 3 измерения проводились при положении геометрического центра O катушки I на оси симметрии катушки II. При смещении центра с оси ЭДС значительно возрастает и достигает своего максимума, когда проекция центра катушки I находится на линии среднего диаметра D (рис. 1) катушки II. В остальных случаях увеличение ЭДС в результате смешений катушек не прослеживается, а наоборот – уменьшается. Величина индуцированной ЭДС зависит от числа силовых линий, пересекаемых витки катушки.

Исходя из полученных данных, проект платы будущего фильтра для акустической системы начинают с выбора взаимного расположения катушек индуктивности. Если в фильтре две катушки, все просто, располагают в положении 4. Но если больше, 5, 6 катушек, необходимо подходить комплексно. Правильно подбирать не только взаимное положение катушек, но расстояния между ними.

Платы. Реализация схемы фильтра модернизированной акустической системы 35АС-012 "S-90", приведенной на рис. 14 во второй части статьи, оказалась весьма затруднительной на родной фанерной плате из-за недостатка места для новых компонентов. Поэтому изготавливают новую плату большего размера на фольгированом стеклотекстолите. Это позволит поместить катушки индуктивности с минимальным взаимным влиянием, упорядочить монтаж других компонентов, избавиться от большого количества соединительных проводов и перемычек, что, в свою очередь, облегчит работы по подключению, обслуживанию и ремонту фильтра в будущем.

Наиболее подходящее в корпусе АС место для основания фильтра – внутренняя нижняя плоскость. На ней помещается плата размерами 205х195 мм. Именно таких размеров вырезают заготовку для основной печатной платы – рис. 3,а. Конструкция имеет еще одну, дополнительную, плату, размерами 155х90 мм – рис. 3,б. На основной плате располагаются печатные проводники СЧ и ВЧ звеньев фильтра, на дополнительной – НЧ звена. Подготовку рисунка печатного монтажа выполняют на компьютере, оснащенном специальной программой Sprint-Layout. Каких-нибудь особых требований к плате не предъявляется: проводники должны быть максимально короткими и широкими; не допускают изгибов токопроводящих дорожек под прямым углом; элементы схемы с условным обозначением "общий провод" соединяют в одном месте. После ориентирования катушек, определяются с другими компонентами – конденсаторами, резисторами. Для удобства подключения фильтра предусматривают места и под ножевые клеммы. При проектировании в программе используют опцию двухсторонней печатной платы, т. е. на одном рисунке размещают проекты основной и дополнительной плат. Оба рисунки отдельно распечатывают на лазерном принтере на мелованной бумаге или глянцевой для принтерной фотопечати. Для основной платы рисунок должен быть в зеркальном изображении.

На металлизированные стороны заготовок, предварительно отшлифованные наждачной бумагой нулевой зернистости, прикладывают рисунки и переводят с помощью утюга. После бумагу отмачивают. Платы готовы к травлению. Для травления площади в 100 см2 наиболее пригодный для бытовых условий раствор: 100 мл трехпроцентного раствора перекиси водорода, 50 - 75 г лимонной кислоты, 15 г поваренной соли. После травления удаляют принтерный тонер, сверлят отверстия, тщательно облуживают проводники. Если есть возможность изготовить платы более прогрессивным способом, воспользуйтесь им.
Правильно изготовленные платы должны накладываться друг на друга, свободными от проводников поверхностями, как показано на рисунке 3,в.

Основная печатная плата фильтра АС

а

Дополнительная печатная плата фильтра АС

б

Взаимное размещение плат

в

Размещение элементов на основной плате

г

Размещение элементов на дополнительной плате

д

Рис. 3. Печатные платы фильтра АС: а – основная; б – дополнительная; в – взаимное расположение; г – размещение элементов на основной плате; д – размещение элементов на дополнительной плате. Условные обозначения: Jmp1 – к контакту 9 делителя; Jmp2 – к отрицательному проводу СЧ головки; Jmp3 – к контакту 1 делителя; Jmp4 – к отрицательному проводу ВЧ головки; Jmp5 – к положительным проводам СЧ и ВЧ головок, отрицательной клемме К4; Jmp6 – к отрицательному проводу НЧ головки; Jmp7 – к положительной клемме К1; Jmp7 – к положительному проводу НЧ головки, отрицательной клемме К2; R'' - резистор включенный в точке А.

Монтаж. Катушки индуктивности (рис. 4) следует осмотреть и, по возможности, провести измерения индуктивности. При обнаружении плохой плотности намотки или большого несоответствия фактической величины индуктивности с заявленной, катушки перематывают. Конструкция каркасов катушек индуктивности СЧ, ВЧ звеньев имеет отверстие для крепления в центре одного из оснований. Винт или шуруп из магнитного материала, по сути, являющийся сердечником, увеличивает ее индуктивность на 2…3 мГн, а из немагнитного (латуни) – наоборот, снижает. Поэтому применение таких крепежных элементов дает положительный эффект, если реальная величина индуктивности катушки на 2…3 мГн меньше (больше) указанной в схеме. А вообще не рекомендуется крепить такие катушки на металлические винты. Намоточные данные катушек индуктивности фильтра "S-90" от завода изготовителя приведены в таблице 2 [27].

Катушки индуктивности фильтра АС.

Рис. 4. Катушки индуктивности фильтра АС.

Схема дополнена катушками номиналами 0,22 мГн и 0,43 мГн. Их рассчитывают исходя из размеров каркаса и толщины обмоточного провода. Для расчета катушек существует много программ. Из практики известно, не каждая программа дает верный результат. Следует наматывать на 5-10 витков больше расчетных. После чего заданный номинал катушки устанавливают отматыванием витков, подвергая ее измерениям. Измерять индуктивность с помощью приставок к мультимерам не желательно. В них не учитывается сопротивление катушки, как результат – большая погрешность в измерениях. Относительно точно рассчитать катушку можно с помощью компьютерной программы CoilCalc 1.02b.

Таблица 2. Намоточные данные катушек фильтров 35АС-012.

Катушка

Индуктивность, мГн

Число витков

Провод

Внутренний диаметр намотки, мм

Длина каждого слоя, мм

L1

2,1

235

ПЭВ-1 1,12

40

28

L2

0,23

145

ПЭВ-1 0,63

15

18.5

L3

1,67

350

ПЭВ-1 0,63

15

18.5

L4

0,55

215

ПЭВ-1 0,63

15

18.5

Конденсаторы и резисторы поддают измерениям их номиналов, поскольку они имеют некий допустимый разброс параметров. По результатам замеров их сортируют на близкие по характеристикам пары. Каждую пару разбивают на две группы предельно подобранные по номиналам для одного и второго фильтра. Результирующие схемы двух фильтров должны быть максимально похожи друг на друга.

С выводов конденсаторов МГБО-2 отпаивают подводящие лепестки – рис. 5,а. Затем закрепляют их на основной плате. Сверху прикладывают дополнительную плату, продевая выводами через отверстия – рис. 5,б. Обе платы скрепляют резьбовыми шпильками или муфтами – рис. 5,в. Резьбовое соединение должно жестко соединять обе платы и обеспечивать зазор между ними 55,5 мм – расстояние от стеклянного изолятора конденсатора до его нижнего габарита.

Монтаж конденсаторов МБГО-2 - отпаивание подводящего лепестка

а

Монтаж конденсаторов МБГО-2 – размещение на плате

б

Монтаж конденсаторов МБГО-2 – резьбовая шпилька

в

Рис. 5. Монтаж конденсаторов МБГО-2: а - отпаивание подводящего лепестка; б – размещение на плате; в – резьбовая шпилька.

Все конденсаторы для СЧ и ВЧ звеньев фильтра устанавливают лавсановые серии К73-16 рабочим напряжением 160 и 250 В. Стандартами предусмотрены определенные ряды значений номиналов радиоэлементов (конденсаторов, резисторов), не всегда совпадающие с указанными в схеме. Конденсаторы К73-16 с рабочим напряжением 250В выпускаются наибольшей емкостью 10 мкФ, а рабочем напряжением 160В – 6,8 мкФ. Наиболее близкий к 4 мкФ – 3,9, к 6,6 мкФ – 6,8, и т. д. Поэтому, для набора необходимой емкости конденсаторы собирают в параллель. Например: 30 мкФ – три по 10 мкФ; 6,6 мкФ – три по 2,2 мкФ; 4 мкФ – 2,2 мкФ и 1,8 мкФ. При параллельном соединении конденсаторов снижается такой важный параметр как эквивалентное последовательное сопротивление.

Резисторы серии ПЭВ заменяют на С5-16В или, еще лучше, на ОСС5-16В, предназначенные для работы в цепях постоянного, переменного, пульсирующего и импульсного тока напряжением до 300В, или несколькими параллельно или последовательно включенными пленочными (металлоокисными). Количество резисторов подбирают исходя из необходимой мощности рассеивания. Например, мощность рассеивания резистора R1 на 75 Ом определяют по формуле: Рр=U2/R, где Рр – мощность рассеивания резистора, U – подводимое напряжение, R – сопротивление резистора, 112/75 = 1,61 Вт. Рекомендуется устанавливать резисторы мощность в 1,5…2 раза выше расчетной. Поскольку звуковой сигнал носит импульсный характер, резистора мощностью на 2 Вт вполне достаточно. К примеру, в акустической системе 35АС-212 "S-90" установлен резистор R1 типа ОМЛТ номиналом 100 Ом и мощностью 2 Вт. Пленочные резисторы имеют гораздо меньшую паразитную индуктивность, сравнительно с ПЭВ и С5-16В, и более пригодны для применения в звуковых цепях. А если применять несколько параллельно включенных резисторов, паразитная индуктивность снижается в столько раз, сколько установлено резисторов.

Элементы кроссовера работают в условиях воздействий вибраций и повышенного звукового давления. Во избежание возникновения призвуков, или еще хуже, отслаивания токопроводящих элементов платы, обламывания выводов массивных деталей, рекомендуется укреплять их на плате с помощью герметики, клея (силиконовый, акриловый), стяжек и т. п. После сборки плату (рис. 6) осматривают, проверяют, винтовые соединения и дорожки покрывают цапон-лаком. Фильтр устанавливают на предусмотренное место в корпусе АС. Монтажные провода закрепляют стяжками.

Фильтр акустической системы 35АС-012

Рис. 6. Фильтр акустической системы 35АС-012 "S-90"

Литература

27. Ласис Д. 35АС-013. Радио № 3 1985, №7, 1986.
28. Николаенко М. Настольная книга радиолюбителя конструктора. – М: ДМК Пресс, 2004.

Автор: Владимир Марченко, г. Умань, Украина


Дата публикации: 05.10.2016

Мнения читателей
  • Автор / 24.04.2017 - 15:18
    Влияние физических свойств проводника (сопротивление, емкость, индуктивность, скин-эффект) на звук сказывается при длине 60 м и выше. Это уже доказано. Внутри АС длина проводников ничтожно мала что бы испортить звук. Динамик больше вносит искажений, чем что-либо. В ламповом усилителе в выходном трансформаторе сотни метров провода и, тем не менее, бытует мнение, что ламповый звук один из лучших. Думаю, не следует уделять много внимания типу проводников, разницы Вы не услышите все равно. Я применил литцендрат для подключения ВЧ головки сугубо из субъективных соображений.
  • Владимир / 24.04.2017 - 11:58
    Владимир, у меня знакомый сделал акустические провода из ЛЭПШД 1000*0,05, оконечники позолоченные, сказал, что много тембра, заменил на другой лицендрат, стало в норме, понятно, что много факторов влияет на звук, хочу заказать провод ЛЭПШД 500*0,05 для разводки внутри колонки, как Вы советовали, теперь думаю, может все таки другой провод, подскажите?
  • Nomad37 / 18.04.2017 - 15:19
    Доброго времени суток Автору! Одна из немногих статей о доработке, которые мне понравились (я имею в виду все статьи Автора), и первая к которой я пишу коментарий... Проблемы со звучанием у S-90 eсть! Это факт... Но зачастую они вызваны криворукостью горемодификаторов и убогим техническим состоянием корпусов и динамических головок т.к. их несчадно эксплуатировали. Для начала модернизаций данной АС надо всё привести в заводское состояние(корпус,катушки и подвесы динамиков,фильтра). Потом подключить к правильному УМЗЧ и источнику... И послушать... И понять что до 500 у.е. вы ничего лучше из новодела не услышите. А после небольших доработок и более 1000 у.е. Правда я дорабатывал СЧ звено с помощью 2ГД-40. Гемора больше, но оно того стоит. Звук ШИКАРЕН!
  • Владимир / 07.04.2017 - 11:56
    Спасибо большое за данный материал и ответы, ждем от Вас новых статей, удачи.
  • Автор / 07.04.2017 - 11:36
    В данной статье, описывая выбор конденсаторов для акустических фильтров, сделан вывод о том, что конденсаторы МГБО-2 пригодны для применения только в НЧ звене фильтра трехполосных АС. Во-первых, в этих фильтрах они включены в параллель головке и влияние их на качество воспроизведения весьма незначительное. Во-вторых, ухо человека к восприятию звуковых волн низкой частоты менее чувствительно, чем к звукам СЧ и ВЧ. Как вы заметили, в СЧ и ВЧ звеньях я их не применял. В большинстве брендовых системах в НЧ звене вообще используются электролитические конденсаторы. Свойства оксидного электролитического конденсатора ухудшаются с ростом частоты. Считаю, что даже применение двух полярных эл. конденсаторов емкостью 220 мкФ, включенных последовательно, не сможет испортить звук.
  • Владимир / 06.04.2017 - 16:01
    Спасибо за ответы Владимир и еще вопрос,хочу спросить Вашего мнения, как человека который разбирается в данном вопросе, можно заменить конденсаторы МГБО на другие Советские и импортные, был на радиорынке предлагали другие конденсаторы, более качественные с их слов.
  • Автор / 06.04.2017 - 10:53
    Ну конечно можете. Смотрите по схеме. Если делители соответствуют схеме приведенной в ссылке, то подключайте на выходах фильтров СЧ и ВЧ, а затем к ним динамики или же на входе фильтров. Если делители соответствуют схеме приведенной на рис. 1 части 1-й статьи то подключать нужно только на входе фильтров.
  • Владимир / 05.04.2017 - 16:30
    Спасибо за ссылку, но у меня схема есть, в Вашу плату я могу подключить два делителя (переключателя) или нет?
  • Автор / 04.04.2017 - 15:02
    Вот схема с двумя делителями (переключателями) http://wasp.kz/articles.php?article_id=558
  • Владимир / 02.04.2017 - 23:24
    Спасибо за ответ и подскажите Владимир, у меня два делителя, куда их подключить на схеме?
  • Автор / 31.03.2017 - 17:55
    Я бы набирал конденсаторы как можно меньших габаритов рабочим напряжением не ниже 100 В общей емкостью 110 мкФ как в схеме. На 300 В не ставил.
  • Владимир / 29.03.2017 - 16:03
    Здравствуйте Владимир, по схеме оказалось, что должны быть конденсаторы на 30-30-30-20-мкф, а на самом деле при разборе колонки оказалиь конденсаторы на 20-20-20 мкф на 300в и 20-20мкф на 160в, как лучше сделать в данной ситуации увеличить ёмкость, купив новые, т.к они в схему не влезут или оставить как есть, можно довести емкость конденсаторов до 100мкф - 20-20 на 160в и 20-20-20 на 300в ?
  • Михаил. / 22.12.2016 - 10:05
    Большое спасибо.
  • Автор / 21.12.2016 - 15:37
    Отмотать 58 витков. Должно остаться 45 витков.
  • Михаил / 21.12.2016 - 14:10
    Здравствуйте Владимир. Большое спасибо за ответ. В моих условиях с моим опытом и знаниями , режекторный фильтр Я вряд ли осилю. Хочу вернуться к тексту второй статьи: Для повышения частоты среза между СЧ и ВЧ излучателями до 10 кГц выполняют изменения в фильтре по примеру М. Жагирновского и В. Шорова [18]. Для этого в кроссовере по схеме на рис. 1, а, отпаивают выводы катушки L4 (0,55 мГн) и снимают ее, а на освободившиеся место устанавливают катушку L2 (0,23 мГн), которую включают в фильтр вместо L4 (это повышает верхнюю границу рабочей полосы частот СЧ головки). Затем отматывают от катушки L4 115 витков (новая индуктивность – 0,1 мГн) и устанавливают ее на плату, подключают вместо катушки L2. Конденсатор С1 (2,0 мкФ) заменяют конденсатором на 1 мкФ, а С8 (1 мкФ) на 0,5 мкФ. Тем самым, отодвинув частоту раздела ВЧ фильтра от частоты основного резонанса высокочастотной головки 10ГД-35, улучшают качество ее звучания. Режекторный фильтр (L5, С12 на схеме рис. 11, а) в таком случае не применяется. Однако, доработанная АС вышеизложенным образом при хорошей АЧХ обладает и весьма существенным недостатком – заметно ухудшенной характеристикой направленности из-за повышения частоты разделения до 10 кГц [19]. Конец цитаты. В моём случае L4 (0,55 мГн) имеет внутренний диаметр 40мм и ширину намотки 15мм,намотана проводом 1,2мм. Не подскажите, сколько витков на ней должно остаться, что бы получилась новая индуктивность – 0,1 мГн.?
  • Автор / 21.12.2016 - 10:42
    Ув. Михаил! Фильтр для ВЧ динамика дорабатывать нужно, а именно добавить режекторный фильтр. Конструкционные особенности этой головки исключают возможность применения ПАС, но функция режекторного звена такая же, как и ПАС в СЧ динамике. По поводу полосового фильтра СЧ головки подробно описано во второй части. Для СЧ головки оригинальный фильтр имеет ВЧ 1-го порядка (L4 рис. часть 1) и частоту раздела 5 кГц. Не доработанная СЧ головка имеет естественное затухание сигнала с 4,5 кГц. В этом случае, общая АЧХ имеет достаточную крутизну путем складывания АЧХ фильтра и АЧХ динамика. Если вклеить в ВЧ динамик дополнительный излучатель (конус) его АЧХ будит иметь затухание сигнала уже с 10 кГц. В этом случае фильтра 1-го порядка не достаточно. Но даже применение только ПАС в СЧ головке даст существенное прибавление качества звучания АС. При изготовлении ПАС не делайте ошибок. Ткань обязательно должна быть натянута. При вклеивании элементов ПАС в окна диффузородержателя они немного изгибаются. Если размещать их тканью к диффузору, ее натяжение может ослабиться и эффекта не будет. Вклеивать лучше тканью наружу. В данном случае она будет при изгибе элемента, наоборот, натягиваться! Успехов.
  • Михаил / 20.12.2016 - 21:12
    Здравствуйте Владимир. Я прошу прощения, как-то на своей волне был. Снова перечитал все ваши статьи по доработке 35 ас и хочу уточнить, стоит ли дорабатывать фильтры СЧ и ВЧ, если замены динамиков не предполагается, а будет сделана только ПАС с вклеиванием картона в окна диффузородержателя 15ГД-11А ? Если стоит то как ?
  • Автор / 19.12.2016 - 15:47
    Здравствуйте! Сформулируйте вопрос по корректнее. А именно, полные параметры Вашей катушки (индуктивность, ширина намотки) и какую катушку, на базе этой, нужно изготовить (индуктивность).
  • Михаил / 17.12.2016 - 21:37
    Здравствуйте. Сейчас занимаюсь доработкой своих 35-ас 212,читаю об этом всё ,что можно в основном всё понятно. Один вопрос остался, сколько витков нужно отмотать с L4, если её внутренний диаметр 40мм, а провод намотан 1,2мм?
  • Автор / 16.11.2016 - 17:34
    Обязательно! Вибропласт поглощает вибрации стенок, вызванные резонансными явлениями, а мешочки ваты – стоячие волны, порождаемые интерференцией (отражением) звука от внутренних поверхностей корпуса, излучаемого внутренней поверхностью диффузора НЧ головки.
1 2  Вперед

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:








 



RadioRadar.net - datasheet, service manuals, схемы, электроника, компоненты, semiconductor,САПР, CAD, electronics